好的，各位技术界的俊男靓女们，欢迎来到今天的“在线 DDL 魔法秀”！🧙♂️ 今天咱们不聊那些枯燥的理论，而是要一起探索数据库世界里最令人兴奋的领域之一：在线 DDL（Data Definition Language）。更具体地说，我们将深入剖析 ALTER TABLE ... ALGORITHM=INPLACE 和 INSTANT 这两种在线 DDL 操作，看看它们是如何在保证业务连续性的前提下，悄无声息地改变表结构的。
第一幕：DDL 的烦恼，业务的痛
想象一下，你是一位电商平台的数据库管理员，每天都要面对海量的订单、用户和商品数据。突然有一天，产品经理兴冲冲地跑来找你：“老大，为了提升用户体验，我们需要在用户表中增加一个 is_vip 字段，用来标识 VIP 用户。”
你听完后，心里咯噔一下。增加字段？这可是个技术活！传统的 DDL 操作，比如 ALTER TABLE user ADD COLUMN is_vip BOOLEAN;，会直接锁表！这意味着在操作期间，所有对 user 表的读写操作都会被阻塞，电商平台的用户登录、下单、支付等核心功能都会受到影响。
这简直就是一场灾难！😱 用户会抱怨网站卡顿，订单会丢失，老板会咆哮，你的年终奖也会泡汤。
所以，我们需要一种更优雅、更温柔的方式来修改表结构，让数据库在修改的同时，还能继续提供服务。这就是在线 DDL 的用武之地！
第二幕：ALGORITHM=INPLACE：原地起舞的精灵
ALGORITHM=INPLACE 是一种在线 DDL 算法，它允许在修改表结构的同时，尽可能地减少对数据库的影响。它的核心思想是“原地修改”。
你可以把 INPLACE 想象成一个在舞台上翩翩起舞的精灵。💃 它不需要把整个舞台都封锁起来，而是巧妙地利用舞台上的空间，一边跳舞（修改表结构），一边让其他演员（应用程序）继续表演（读写数据）。
INPLACE 的工作原理：
-
构建临时表结构：
INPLACE首先会创建一个临时的表结构，这个结构包含了新的字段或者修改后的字段。 -
复制数据： 然后，它会将原始表中的数据复制到临时表中。这个过程可能会很耗时，特别是对于大型表。
-
重命名表： 数据复制完成后，
INPLACE会将原始表重命名为一个临时表，并将临时表重命名为原始表的名字。 -
清理： 最后，它会清理掉不再需要的临时表结构。
INPLACE 的优点：
- 减少锁表时间：
INPLACE算法可以显著减少锁表时间，甚至在某些情况下可以完全避免锁表。 - 支持多种操作：
INPLACE算法支持多种 DDL 操作，例如增加字段、修改字段类型、增加索引等。
INPLACE 的缺点：
- 需要额外的磁盘空间：
INPLACE算法需要额外的磁盘空间来存储临时表和复制的数据。 - 耗时： 对于大型表，数据复制的过程可能会很耗时。
- 并非所有操作都支持： 并非所有的 DDL 操作都支持
INPLACE算法。例如，删除字段通常不支持INPLACE。
举个栗子：
假设我们要在 user 表中增加一个 is_active 字段，表示用户是否激活。我们可以使用以下 SQL 语句：
ALTER TABLE user ADD COLUMN is_active BOOLEAN DEFAULT FALSE, ALGORITHM=INPLACE, LOCK=NONE;ALGORITHM=INPLACE：指定使用INPLACE算法。LOCK=NONE：尽可能避免锁表。
INPLACE 的注意事项：
LOCK子句：LOCK子句可以控制INPLACE算法的锁级别。常用的值有NONE、SHARED、EXCLUSIVE。LOCK=NONE表示尽可能避免锁表，但可能会导致数据不一致。LOCK=SHARED表示允许并发的读操作，但会阻塞写操作。LOCK=EXCLUSIVE表示完全锁表，会阻塞所有的读写操作。innodb_online_alter_table_log_max_size参数： 这个参数控制了在线 DDL 操作的日志文件大小。如果在线 DDL 操作的时间过长，可能会导致日志文件溢出，从而导致操作失败。建议根据实际情况调整这个参数的大小。- 监控： 在执行在线 DDL 操作时，一定要密切监控数据库的性能指标，例如 CPU 使用率、磁盘 I/O、锁等待时间等。如果发现性能下降，应及时停止操作。
第三幕：ALGORITHM=INSTANT：瞬间移动的魔术师
ALGORITHM=INSTANT 是一种更快的在线 DDL 算法，它可以在瞬间完成某些 DDL 操作，而无需复制数据。你可以把 INSTANT 想象成一个瞬间移动的魔术师。🎩 它不需要花费大量的时间和精力来搬运舞台上的道具，而是直接使用魔法，瞬间改变舞台的布局。
INSTANT 的工作原理：
INSTANT 算法利用了 MySQL 8.0 版本引入的元数据锁（Metadata Lock）和数据字典（Data Dictionary）。它通过修改数据字典中的元数据信息来实现 DDL 操作，而无需实际修改表中的数据。
INSTANT 的优点：
- 速度极快：
INSTANT算法可以在瞬间完成 DDL 操作，大大缩短了操作时间。 - 无需额外磁盘空间：
INSTANT算法不需要额外的磁盘空间来存储临时表和复制的数据。 - 对业务影响最小：
INSTANT算法对业务的影响非常小，几乎可以忽略不计。
INSTANT 的缺点：
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支持的操作有限：
INSTANT算法只支持少数 DDL 操作，例如：- 增加一个允许为 NULL 的字段，并且该字段没有默认值。
- 删除一个字段。
- 重命名一个表。
- 修改字段的注释。
-
版本限制：
INSTANT算法只在 MySQL 8.0 及以上版本中可用。
举个栗子：
假设我们要在 user 表中增加一个 last_login_time 字段，允许为 NULL，并且没有默认值。我们可以使用以下 SQL 语句：
ALTER TABLE user ADD COLUMN last_login_time DATETIME NULL, ALGORITHM=INSTANT;INSTANT 的注意事项：
- 版本要求： 必须使用 MySQL 8.0 及以上版本。
- 操作限制： 只能执行
INSTANT算法支持的 DDL 操作。 - NULL 允许： 增加的字段必须允许为 NULL，并且不能有默认值。
- 元数据锁：
INSTANT算法依赖于元数据锁，因此在执行操作期间，可能会阻塞其他对数据字典的修改操作。
第四幕：INPLACE vs INSTANT：谁是最佳选择？
INPLACE 和 INSTANT 都是在线 DDL 的利器，但它们适用于不同的场景。
| 特性 | ALGORITHM=INPLACE | ALGORITHM=INSTANT |
|---|---|---|
| 速度 | 相对较慢，需要复制数据 | 极快，瞬间完成 |
| 磁盘空间 | 需要额外的磁盘空间 | 不需要额外磁盘空间 |
| 锁表时间 | 减少锁表时间，但并非完全避免 | 几乎完全避免锁表 |
| 支持的操作 | 支持多种 DDL 操作，例如增加字段、修改字段类型、增加索引等 | 只支持少数 DDL 操作，例如增加允许为 NULL 的字段、删除字段等 |
| 版本要求 | MySQL 5.6 及以上版本 | MySQL 8.0 及以上版本 |
| 业务影响 | 相对较小 | 极小 |
选择建议：
- 如果需要执行的操作是
INSTANT算法支持的，并且使用的是 MySQL 8.0 及以上版本，那么优先选择INSTANT算法。 它可以以最快的速度完成操作，并且对业务的影响最小。 - 如果需要执行的操作是
INSTANT算法不支持的，或者使用的是 MySQL 8.0 以下的版本，那么可以选择INPLACE算法。 但需要注意，INPLACE算法需要额外的磁盘空间，并且可能会比较耗时。
第五幕：最佳实践：在线 DDL 的葵花宝典
为了确保在线 DDL 操作的安全性和可靠性，以下是一些最佳实践：
- 充分评估： 在执行在线 DDL 操作之前，一定要充分评估操作的影响，包括对数据库性能的影响、对业务的影响、以及潜在的风险。
- 选择合适的算法： 根据实际情况选择合适的在线 DDL 算法。如果可以使用
INSTANT算法，则优先选择INSTANT算法。 - 分批执行： 对于大型表，可以将 DDL 操作分成多个小批次执行，以减少对数据库的影响。
- 监控： 在执行在线 DDL 操作时，一定要密切监控数据库的性能指标，例如 CPU 使用率、磁盘 I/O、锁等待时间等。如果发现性能下降，应及时停止操作。
- 备份： 在执行在线 DDL 操作之前，一定要备份数据库，以防止意外情况发生。
- 灰度发布： 如果条件允许，可以在小范围内进行灰度发布，以验证 DDL 操作的正确性和安全性。
- 压力测试： 在上线之前，一定要进行压力测试，以确保数据库能够承受 DDL 操作带来的负载。
- 自动化： 尽可能使用自动化工具来执行在线 DDL 操作，以减少人为错误。
- 回滚计划： 制定详细的回滚计划，以防 DDL 操作失败。
- 文档记录： 详细记录 DDL 操作的步骤、参数和结果，以便后续分析和排错。
尾声：在线 DDL，让数据库更上一层楼
在线 DDL 技术是现代数据库管理的重要组成部分。它允许我们在不中断业务的情况下修改表结构，从而提高了数据库的灵活性和可维护性。
ALGORITHM=INPLACE 和 ALGORITHM=INSTANT 是两种常用的在线 DDL 算法，它们各有优缺点，适用于不同的场景。
掌握在线 DDL 技术，可以让你在数据库管理方面更上一层楼，成为真正的数据库大师！💪
希望今天的“在线 DDL 魔法秀”能给大家带来一些启发和帮助。感谢大家的观看，我们下期再见！ 👋